Fabrication and characterization of CIGSeTe solar cells
CIGSeTe güneş hücrelerinin üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 826537
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜVEN ÇANKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
İklim değişikliğinin günümüz dünyasının en büyük çevresel sorunlarından biri olarak ortaya çıkışından bu yana, güneş enerjisi fosil yakıtlara alternatif olarak iklim değişikliği ile mücadelede en önemli adaylardan biri olarak karşımıza çıkmaktadır. Güneş enerjisi alanındaki en önemli teknolojilerden biri olan güneş pili çeşitleri arasında Cu(In,Ga)Se2 ince film güneş pilleri, çok yüksek güç dönüşüm verimliliği, yüksek soğurma katsayısı, etkin hammadde kullanımı ve ayarlanabilir direkt bant aralığı nedeniyle en umut verici fotovoltaik teknolojilerden biri olarak ortaya çıkmıştır. Cu(In,Ga)Se2 güneş pillerinin verimliliği esas olarak bant aralığı ve onun gradyanı ile ilgilidir. Proses yüksek sıcaklıklarda gerçekleştiğinden, her bir elementin difüzyonu nedeniyle bant aralığının gradyanını kontrol etmek kolay değildir. Bant aralığı genişlediğinde gradyanın kontrolü daha zor hale gelir. Gradyan çentiği çok derin olursa güneş pili parametreleri için zararlıdır ve bundan kaçınılmalıdır. Bu tezde, tellür ilavesinin hem dar hem de geniş bant aralıklı Cu(In,Ga)(Se,Te)2 güneş pillerinin fotovoltaik parametreleri üzerindeki etkisini anlamak için komple Cu(In,Ga)(Se,Te)2 güneş pilleri üç aşamalı eş-buharlaştırma, kimyasal banyo biriktirme, RF saçtırma ve e-demeti ile üretilmiş ve SEM, EDS, XRD, UV-Vis spektrofotometre, TRPL, GDOES, J-V ve EQE ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Dar bant aralıklı güneş pillerinde, Te ilavesi tane boyutunu, GGI gradyanını ve fotovoltaik parametreleri farklı sıcaklıklarda farklı şekilde etkilemiştir. Düşük sıcaklıklarda GGI gradyan çentiğini daha derin hale getirmiş ve yüksek sıcaklıklarda gradyan tipini çift gradyandan arka yüzey gradyanına çevirmiştir. Geniş bant aralıklı güneş pillerinde ise, Cu(In,Ga)(Se,Te)2 güneş pili, % 6,43'lük kontrol tabanlı güneş piline kıyasla % 9,58'lik verimlilikle literatürde bildirilen Te katkılı geniş bant aralıklı ince film güneş pillerine kıyasla en yüksek verimliliği göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Since the emergence of climate change as one of the biggest environmental problems of today's world, solar energy has emerged as one of the most important candidates in the fight against climate change as an alternative to fossil fuels. Among the solar cell types, which is one of the most important technologies in the field of solar energy, Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells emerged as one of the most promising photovoltaic technologies due to their very high power conversion efficiency, high absorption coefficient, efficient raw material usage and adjustable direct bandgap. The efficiency of Cu(In,Ga)Se2 solar cells is mainly related with the bandgap and its gradient. Since the process takes place at high temperatures, it is not so easy to control the gradient of the bandgap due to diffusion of each element. The control of the gradient becomes more difficult when the bandgap is wider. If the notch of the gradient becomes too deep, it is detrimental for solar cell parameters and must be avoided. In this thesis, complete Cu(In,Ga)(Se,Te)2 solar cells were built by three-stage co-evaporation, chemical bath deposition, RF sputtering and e-beam, and characterized by SEM, EDS, XRD, UV-Vis spectrophotometer, TRPL, GDOES, J-V and EQE measurements to understand the effect of Te on the photovoltaic parameters of both narrow and wide bandgap Cu(In,Ga)(Se,Te)2 solar cells. For narrow bandgap solar cells, the addition of Te affected grain size, GGI gradient, and photovoltaic parameters differently at different temperatures. Te addition made the notch of GGI gradient deeper for low temperatures, and changed the gradient type from double to back surface gradient for high temperatures. For wide bandgap solar cells, Cu(In,Ga)(Se,Te)2 solar cell showed a high efficiency of 9.58 % compared to control-based solar cell of 6.43 %, which is the highest efficiency compared to Te-incorporated wide bandgap thin film solar cells reported in the literature.
Benzer Tezler
- 45S5 bileşimine sahip ve bakır katkılı biyoaktif camlardan üç boyutlu kompozit yapı iskelesi üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of three dimensional composite scaffolds from 45S5 and copper doped bioactive glasses
NURAY YERLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
- Yarı iletken metal oksit nanoyapıların üretimi, karakterizasyonu ve ters hibrit güneş piline uygulamaları
Fabrication and characterization of semiconductor metal oxide nano structures and inverted type hybrid solar cell applications
ARİF KÖSEMEN
Doktora
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YERLİ
- Kolesterik sıvı kristal-polimer kompozitlerinin tek iğneli elektro-eğirme sistemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of cholesteric liquid crystals-polymer composites by single needle electro-spinning
CEYLAN MUTLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞADAN ÖZDEN
DOÇ. DR. ATİLLA EREN MAMUK
- Seçici lazer sinterleme eklemeli imalat yöntemiyle termoplastik matrisli kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of thermoplastic composites by selective laser sintering additive manufacturing method
UMUT CAN CİNGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPTEKİN KISASÖZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURÇİN ÖZBAY KISASÖZ
- Fabrication and characterization of a carbon fiber/ epoxy composite reflector antenna
Karbon fiber/ epoksi kompozit reflektör anten imalatı ve karakterizasyonu
SÜMEYYA YAZAN ÖZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DUYGU AĞAOĞULLARI